【正文】 TL0=speed[speedtemp]% 256。 if(state==1) //判斷是否啟動(dòng) { TR0=1。 } } else dispbuf[0]=dispbuf[0]1。 //步數(shù)小于100減速 else speedflag++。 case 0xb0: //復(fù)位按鍵 rest=1。 switch(temp) { case 0xe0: //正轉(zhuǎn)按鍵 led1=1。0xf0。 //置啟動(dòng)狀態(tài)標(biāo)志位為0 break。 break。 if(temp!=0xf0) { delay(15)。 default: //多個(gè)按鍵同時(shí)按下時(shí)該次按鍵無效 key=20。 switch(temp) { case 0xe0: //4 key=4。0xf0。 break。0xf0。 temp=tempamp。 temp=tempamp。 //初始化狀態(tài)顯示 }/*************************數(shù)字按鍵處理函數(shù)*************************///功能：判斷是否為數(shù)字按鍵，若為數(shù)字按鍵則調(diào)用位交換行數(shù)，并送顯示緩//沖區(qū)void keypro(void){ if((key=0)amp。 //不復(fù)位 state=0。 TH0=(6553660000) / 256。i++)。 //速度控制unsigned char speedtemp。 //停止指示燈sbit led4=P2^3。晶振為12M*****************/unsigned int code speed[]={ 5536,7844,9980,11965,13812,15536,17149,18861,20081,21418,22679, //2535 r/min23869,24995,26062,27074,28036,28951,29822,30652,31445,32203, //3645 r/min32927,33621,34286,34924,35536,36124,36690,37234,37758,38263, //4655 r/min38750,39220,39674,40112,40536,40946,41342,41726,42099,42549, //5665 r/min42809,43148,43477,43797,44107,44409,44703,44988,45266,45536, //6675 r/min45799,46055,46305,46549,46786,47017,47243,47464,47679,47889, //7685 r/min48094,48295,48491,48682,48869,49052,49232,49407,49579,49747, //8695 r/min49911,50072,50230,50384}。編寫應(yīng)用程序。完整的程序如附錄A所示。本系統(tǒng)將步進(jìn)電機(jī)的最高速度設(shè)定為99 r/min，最低轉(zhuǎn)速設(shè)定為25 r/min(啟動(dòng)速度)。此模塊的功能是判斷是否有鍵按下，沒有按鍵按下則去執(zhí)行其他程序，有鍵按下則延時(shí)去抖動(dòng)，返回鍵值，送鍵值給按鍵處理函數(shù)，再根據(jù)鍵值執(zhí)行相應(yīng)的功能，系統(tǒng)有15個(gè)按鍵，分別數(shù)字鍵、啟動(dòng)鍵、停止鍵、正轉(zhuǎn)鍵、反轉(zhuǎn)鍵、復(fù)位鍵。另外，74LS164自帶鎖存，起到節(jié)約I/O口資源的作用。 主程序流程圖 T0中斷服務(wù)程序流程圖 Proteus仿真由于Proteus軟件本身優(yōu)良的仿真特性，所設(shè)計(jì)的程序能用于Proteus中，完成仿真過程的同時(shí)，即基本驗(yàn)證所設(shè)計(jì)程序的準(zhǔn)確性，從而完成系統(tǒng)開發(fā)中的控制程序的設(shè)計(jì)部分。（5）調(diào)速。步進(jìn)電機(jī)的初始化狀態(tài)為停止、正轉(zhuǎn)，數(shù)碼管顯示步數(shù)為0。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)軟件主要功能是單片機(jī)根據(jù)設(shè)定的步數(shù)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)加減速控制，使控制系統(tǒng)以最快的速度走完所設(shè)定的步數(shù)，并通過數(shù)碼管和LED顯示步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。（4）運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。在系統(tǒng)工作的過程中，數(shù)碼管顯示步進(jìn)電機(jī)需要運(yùn)行的步數(shù)，并通過LED指示步進(jìn)電機(jī)的工作運(yùn)行狀態(tài)。二極管VD的作用在于：掉電后給電容C提供放電回路，保證再次上電時(shí)RST引腳為高電平，使CPU可靠復(fù)位。 顯示電路設(shè)計(jì)單片機(jī)與顯示電路的接法一般有如下兩種方法：（1）串行接法：設(shè)計(jì)中要顯示4位數(shù)字，用74LS164作為顯示驅(qū)動(dòng)，其中74LS164帶鎖存，使用串行接法可以節(jié)約I/O口資源，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)容易控制。同時(shí)，環(huán)形脈沖分配器還必須接收控制器發(fā)出的方向電平信號(hào)，從而決定其輸出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是按正序轉(zhuǎn)換還是反序轉(zhuǎn)換，于是就決定了步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。它有讀方式、未選中方式、編程方式、程序檢驗(yàn)方式、【13】。（2） 內(nèi)部集成了4K字節(jié)的在線可編程FlashROM，可滿足大部分系統(tǒng)擴(kuò)展的需求，編程方更快捷。（5）單片機(jī)外接電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力。最后根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，介紹步進(jìn)電機(jī)在自動(dòng)生產(chǎn)線中的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)組件由齒輪傳動(dòng)，每轉(zhuǎn)一圈搬運(yùn)站移動(dòng)55mm，如果步距角為θ，每轉(zhuǎn)一圈需要走的步數(shù)N=360176。，它由搬運(yùn)站、供料站、加工站、裝配站和分揀站構(gòu)成，每一個(gè)工作站都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是，由于延時(shí)的長短不受限制，使步進(jìn)電機(jī)的頻率變化范圍比較寬，但它降低了單片機(jī)的實(shí)時(shí)處理能力。在運(yùn)行的過程中用查表的方式查出所需的定時(shí)初值，從而減小占用CPU的時(shí)間，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。減速過程結(jié)束時(shí)的速度一般等于或略低于起動(dòng)速度，再經(jīng)數(shù)步低速運(yùn)行后停止。當(dāng)快要到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，又使其慢慢減速，在低于響應(yīng)頻率fs的速率下運(yùn)行，直到走完所規(guī)定的步數(shù)后就停止運(yùn)行。此外一般步進(jìn)電機(jī)對(duì)空載最高啟動(dòng)頻率都是有所限制的。接口電路可以是鎖存器，也可以是可編程的接口芯片，如8258155等。(3) 繞組斷電時(shí)，電感中磁場的儲(chǔ)能將維持繞組中已有的電流不能突變，結(jié)果使應(yīng)該截止的相不能立即截止。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，除與步進(jìn)電機(jī)的自身性能有關(guān)外，在很大程度上也取決于驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。當(dāng)一相繞組斷電時(shí)，存儲(chǔ)在繞組中的能量必須消耗在電路的電阻R中，該電阻包括繞組電阻，串聯(lián)電阻和二極管正向?qū)娮瑁p時(shí)間常數(shù)為L/R。如果T斷電，繞組中磁場能量將極力保持原有電流的方向。單四拍與雙四拍的步距角相等，八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度。跟軟件的方法相比，需要增加硬件的成本，但軟件簡單，速度快，少占用CPU的時(shí)間，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。可排除非法狀態(tài)。前面是一個(gè)可逆的循環(huán)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)脈沖的有無控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行與停止，計(jì)數(shù)器加減控制端控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，如果低電平時(shí)計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果高電平時(shí)計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。串行控制時(shí)，控制器輸出脈沖信號(hào)和方向電平，環(huán)形脈沖分配器把它轉(zhuǎn)換成并行的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，再控制繞組的導(dǎo)通和截止。此外，也可以看到同一種通電方式，對(duì)于轉(zhuǎn)子磁極數(shù)不同的步進(jìn)電機(jī)，也會(huì)有不同的步距角。通電方式由AB轉(zhuǎn)為B時(shí)，(c) 所示，轉(zhuǎn)子齒4磁極軸線和B相磁極軸線相重合，或轉(zhuǎn)子齒3磁極軸線離開A相磁極軸線30176。轉(zhuǎn)子齒3對(duì)準(zhǔn)C相磁極軸線的位置，由此可見，每通電一次轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度為30176。同樣道理，當(dāng)A相斷開，接通B相時(shí)， (b) 所示，B相磁極對(duì)轉(zhuǎn)子的電磁力將使轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過60176。程序的調(diào)試及修改用Keil軟件進(jìn)行編程和調(diào)試，并且在Proteus環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)仿真。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于控制脈沖的頻率，所以調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出的脈沖頻率【1】。因此要求步進(jìn)電機(jī)的速度盡可能地快，但如果速度太快，則可能發(fā)生失步。內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 題 目：基于AT89C51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：專 業(yè)：自動(dòng)化班 級(jí)：自動(dòng)化063班指導(dǎo)教師： 基于AT89C51單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)摘要步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，它能按照控制脈沖的要求，迅速起動(dòng)，制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。此外，一般步進(jìn)電機(jī)對(duì)空載最高啟動(dòng)頻率都是有所限制的。由于步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響小，方向和轉(zhuǎn)角控制簡單，并且步進(jìn)電機(jī)能直接接收數(shù)字量的控制，非常適合采用微機(jī)進(jìn)行控制。 本章小結(jié)本章首先介紹了課題研究的背景，提出設(shè)計(jì)的思路。達(dá)到轉(zhuǎn)子軸線和B相磁極軸線相重合的位置，即轉(zhuǎn)子走過一步，然后B相電源斷開， (c) 所示，同理將使轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向再走一步。即每步轉(zhuǎn)過的步距角為30176。角，即轉(zhuǎn)子又逆時(shí)針方向運(yùn)行了一步，相應(yīng)的角度為15176。步距角θs可由式(11)求得【3】θs=360176。控制脈沖信號(hào)的有無就能控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行和停止，脈沖信號(hào)的頻率決定步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度，方向電平控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)長度應(yīng)等于步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行一個(gè)周期的拍數(shù)或拍數(shù)的整數(shù)倍，計(jì)數(shù)器的輸出端接到EPROM的地址線上，并且使EPROM總是處于讀出的狀態(tài)，這樣計(jì)數(shù)器的每個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器的一個(gè)地址，存儲(chǔ)器的輸出端就對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的一種勵(lì)磁狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)電路輸入非法狀態(tài)可能會(huì)損壞驅(qū)動(dòng)電路。軟件方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件，降低系統(tǒng)的成本，且更改靈活，有利于系統(tǒng)的小型化，其主要的缺點(diǎn)是占用CPU時(shí)間較多，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。因此本文選擇步進(jìn)電機(jī)八拍的工作方式。晶體管上的管壓降將隨Ldi/dt正比的增加，這個(gè)峰值電壓的大小可能會(huì)超過一個(gè)晶體管的最大耐壓U，造成晶體管損壞。在低速時(shí)，斷電相電流衰減緩慢是允許的，但高速時(shí)，就會(huì)影響步進(jìn)電機(jī)的控制性能。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該既要保證繞組有足夠的電壓電流，同時(shí)又要保證驅(qū)動(dòng)級(jí)功率器件的安全運(yùn)行，另外還應(yīng)有較高的效率、較小的功耗和較低的成本。為使電流盡快衰減，必須設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)睦m(xù)流回路。驅(qū)動(dòng)器可以用大功率復(fù)合管，也可以是專門的驅(qū)動(dòng)器。所謂的最高空載啟動(dòng)頻率是指步進(jìn)電機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)不失步地進(jìn)入同步狀態(tài)（即步進(jìn)電機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)過的角度和控制頻率相對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)）的最大控制頻率。這樣步進(jìn)電機(jī)便可以以最快的速度走完所規(guī)定的步數(shù)，而又不發(fā)生失步的現(xiàn)象。升速的規(guī)律一般有兩種，一是按直線規(guī)律升速，二是按指數(shù)規(guī)律升速。步進(jìn)電機(jī)的加減速控制技術(shù)是步進(jìn)電機(jī)控制中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性、升降速的快慢、定位精度等性能，從而決定了步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的綜合性能。采用定時(shí)器的變速控制在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，可以采用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來提供CP脈沖。搬運(yùn)站的功能是向各個(gè)工作單元輸送工件，每完成一道工序就把工件送給下一個(gè)工作站，等加工站完成后再將工件送到裝配站和分揀站整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的加工過程就完成。/θ，那每一步走過的距離為L=55/N。第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)的擴(kuò)展和模塊設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則【12】：（1）盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路，提高設(shè)計(jì)的成功率和結(jié)構(gòu)的靈活性。驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，系統(tǒng)工作不可靠，解決的辦法是增加驅(qū)動(dòng)能力，增設(shè)線驅(qū)動(dòng)器或減少芯片功耗，降低總線負(fù)載。（4） 可在0～24MHz的晶振頻率范圍內(nèi)可靠工作，加快了系統(tǒng)的工作速度，可用在某些高速實(shí)時(shí)處理控制系統(tǒng)中。 2716 管腳排列2716管腳定義如下：A0—A10：地址線，11位(對(duì)應(yīng)2K存儲(chǔ)單元)地址信號(hào)輸入引腳；O7—O0：8位雙向數(shù)據(jù)線，編程時(shí)作數(shù)據(jù)輸入線，讀出時(shí)作數(shù)據(jù)輸出線；：片選允許輸入端，低電平有效；：數(shù)據(jù)輸出允許控制信號(hào)引腳，低電平有效；Vpp：+25V電源，用于專用裝置上進(jìn)行寫操作； 2716工作方式引腳方式/PGNVppO7 — O0讀出低低+5V程序讀出未選中高X+5V高阻編程正脈沖高+25V程序?qū)懭氤绦蛐ｒ?yàn)低低+25V程序讀出編程禁止低高+25V高阻 可逆計(jì)數(shù)器的選擇由于環(huán)形脈沖分配器不但需要接收脈沖信號(hào)CP，還需要接收方向電平，因此所選的計(jì)數(shù)器需要是一個(gè)可逆的計(jì)數(shù)器。接收來自控制器的CP脈沖和方向電平是環(huán)形脈沖分配器的最基本功能。 （2）并行接法：使用并行接法時(shí)要對(duì)每個(gè)數(shù)碼管用I/O口單獨(dú)輸入數(shù)據(jù)，占用資源較多。當(dāng)VCC=0時(shí)，VCC端與地等電位，電容C通過VD迅速放電。 本章小結(jié)本章首先介紹了硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，其次對(duì)主要元器件進(jìn)行了選擇和介紹。各個(gè)功能程序運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行要求都設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移、運(yùn)行、控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。其具體功能如下：按正轉(zhuǎn)按鍵時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；按反轉(zhuǎn)按鍵時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；按停止按鍵時(shí)，步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行；通過鍵盤可輸入所需要運(yùn)行的步數(shù)，輸入的步數(shù)的范圍為0—9999步，當(dāng)輸入?yún)?shù)完畢后，按啟動(dòng)按鍵步進(jìn)電機(jī)開始運(yùn)行，同時(shí)數(shù)碼管顯示所需要運(yùn)行的步數(shù)并通過LED顯示步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。（2）鍵盤掃描及按鍵處理。根據(jù)輸入的步數(shù)判斷是否需要進(jìn)行調(diào)速，使控制系統(tǒng)以最短的時(shí)間走完所規(guī)定的步數(shù)?！?6】。 當(dāng)串行口工作在方式0時(shí)，串行移位脈沖CLOCK從TXD引腳輸出，頻